(57)【要約】    【課題】  コンテナ形状を大きくしたり、複数本のヒートパイプを使用しなくても、熱源を効果的に冷却することが可能なヒートパイプを提供する。    【解決手段】  コンテナ２内部において、純水Ｗと接する面に30ｎｍを超える厚さの酸化膜８を形成する。これにより、酸化膜８と純水Ｗとの濡れ性が著しく改善され、常時良好な濡れ性を維持できる。また、加熱部13および冷却部14における純水Ｗの広がりが改善され、熱伝達性能の優れたヒートパイプ１を提供できる。さらに、安定した酸化膜８を形成するのに、その膜厚は100ｎｍ以下とするのが好ましい。【選択図】  図１
2005265205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテナ内に作動媒体を入れるヒートパイプにおいて、作動媒体と接する面の酸化膜厚さが、30ｎｍを超え100ｎｍ以下であることを特徴とするヒートパイプ。
【請求項２】
コンテナ内に作動媒体を入れるヒートパイプの製造方法において、前記コンテナを加熱すると共に、該コンテナに乾燥した気体を供給することにより、作動媒体と接する面に、30ｎｍを超え100ｎｍ以下の膜厚を有する酸化膜を生成したことを特徴とするヒートパイプの製造方法。
【請求項３】
コンテナ内に作動媒体を入れるヒートパイプにおいて、前記コンテナに扁平部を形成すると共に、前記扁平部に突出部を形成したことを特徴とするヒートパイプ。
【請求項４】
前記突出部を前記コンテナの長手方向に沿って形成したことを特徴とする請求項３記載のヒートパイプ。
【請求項５】
前記突出部を前記コンテナの幅方向に形成したことを特徴とする請求項３記載のヒートパイプ。
【請求項６】
コンテナ内に作動媒体を入れるヒートパイプにおいて、前記コンテナの形状を略半円状に形成したことを特徴とするヒートパイプ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えばパーソナルコンピュータ（パソコン）内に搭載されるＣＰＵなどの熱源の冷却に好適な、小形でありながら熱輸送量の大きなヒートパイプおよびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種のヒートパイプは、銅または銅合金製の密閉したコンテナ内に純水などの凝縮性流体を作動媒体として封入したものであり、当該作動媒体の蒸発潜熱を利用して熱の輸送が行なわれる。こうしたヒートパイプは、例えばノート型パソコンなどの熱源を有する電子機器内に配置されるが、パソコンの小型化を図るために、可能な限り小さく、且つ熱輸送量の大きなものが求められている。
【０００３】
例えば特許文献１では、ワイヤメッシュ若しくはコンテナの内面に形成した溝部からなるウィックを、作動媒体を封入したコンテナの内部に設け、外部からの熱により加熱部周辺の作動媒体が蒸発すると、その蒸気が低温・低圧の冷却部に流動した後に放熱して凝縮すると共に、加熱部にある作動媒体が蒸発して減少する際に発生する毛細管力を、前記コンテナ内に設けたウィックにより高めることで、冷却部に溜まる作動媒体を加熱部へ効率よく運ぶようにしている。
【特許文献１】特許第３４０８０３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記構成において、ヒートパイプを搭載するノート型パソコンは年々、熱源であるＣＰＵの発熱量が増加して、ヒートパイプの冷却部から加熱部への作動媒体の運搬が間に合わなくなっており、コンテナの形状を大きくしたり、ヒートパイプを数本使用することで、ＣＰＵの冷却をどうにか行っている。しかし、これではノート型パソコン本来の利点であるモバイル性が損なわれ、大きさおよび重量の面で、ユーザーを満足させることができない問題を有していた。
【０００５】
そこで、本発明は上記問題点に鑑み、コンテナ形状を大きくしたり、複数本のヒートパイプを使用しなくても、熱源を効果的に冷却することが可能なヒートパイプおよびその製造方法を提供することをその目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１の発明では、例えば銅または銅合金製のコンテナ内部において、作動媒体と接する面に30ｎｍを超える厚さの酸化膜が形成されているので、酸化膜と作動媒体との濡れ性（親水性）が著しく改善され、常時良好な濡れ性を維持することができる。そのため、熱源からより多くの熱が加熱部に伝わっても、作動媒体が冷却部から加熱部に円滑に運ばれ、加熱部のドライアウトに起因する熱輸送機能の低下が生じにくくなり、コンテナ形状の小型化若しくはヒートパイプの使用本数の削減を図ることができる。また、加熱部および冷却部における作動媒体の広がりが改善され、コンテナ内の作動媒体と接する面と、当該作動媒体の蒸発部および凝縮部との間の熱抵抗が小さくなり、熱伝達性能の優れたヒートパイプを提供できる。
【０００７】
なお、100ｎｍを超える厚さの酸化膜を形成しても、上記酸化膜と作動媒体との親水性はそれ以上に改善されず、安定した酸化膜を形成するのがかえって困難になる。そのため、安定した酸化膜を形成するのに、その膜厚は100ｎｍ以下とするのが好ましい。
【０００８】
請求項２の発明では、例えば銅または銅合金製のコンテナ内部において、作動媒体と接する面に30ｎｍを超える厚さの酸化膜が形成されているので、酸化膜と作動媒体との濡れ性が著しく改善され、常時良好な濡れ性を維持することができる。そのため、熱源からより多くの熱が加熱部に伝わっても、作動媒体が冷却部から加熱部に円滑に運ばれ、加熱部のドライアウトに起因する熱輸送機能の低下が生じにくくなり、コンテナ形状の小型化若しくはヒートパイプの使用本数の削減を図ることができる。また、加熱部および冷却部における作動媒体の広がりが改善され、コンテナ内の作動媒体と接する面と、当該作動媒体の蒸発部および凝縮部との間の熱抵抗が小さくなり、熱伝達性能の優れたヒートパイプを提供できる。
【０００９】
なお、100ｎｍを超える厚さの酸化膜を形成しても、上記酸化膜と作動媒体との親水性はそれ以上に改善されず、安定した酸化膜を形成するのがかえって困難になる。そのため、安定した酸化膜を形成するのに、その膜厚は100ｎｍ以下とするのが好ましい。
【００１０】
また、コンテナを加熱しながら、このコンテナに乾燥した気体を一定時間供給するだけで、所望の厚さを有する酸化膜を均一に生成することができる。
【００１１】
請求項３の発明では、突出部によりコンテナ内部の蒸気の流路が十分に確保されるので、コンテナ内において音速限界や飛散限界が生じにくくなり、コンテナ形状の小型化若しくはヒートパイプの使用本数の削減を図ることができる。また、パイプ状のコンテナの扁平部に突出部を設けることで、受熱部材や放熱部材との熱接続部に十分な扁平加工を施すことが可能になり、こうした各部材との接触面積を大きく確保して熱抵抗を低減できる。そのため、熱伝達性能の優れたヒートパイプを提供できる。
【００１２】
請求項４の発明では、コンテナ内の蒸気の流れる方向に沿って突出部が形成されることになるので、コンテナ内における音速限界や飛散限界がより一層生じにくくなる。
【００１３】
請求項５の発明では、コンテナに扁平部を形成した際に窪みの生じやすい箇所に、突出部を集中して設けることができるので、窪みにより局部的に生じる音速限界や飛散限界を効果的に防止することができる。
【００１４】
請求項６の発明では、コンテナの一部または全体の形状を略半円状に形成することで、コンテナ内部の蒸気の流路が十分に確保されるので、コンテナ内において音速限界や飛散限界が生じにくくなり、コンテナ形状の小型化若しくはヒートパイプの使用本数の削減を図ることができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、以上説明したようなものであるから、以下に記載されるような効果を奏する。
【００１６】
請求項１の発明では、コンテナ形状を大きくしたり、複数本のヒートパイプを使用しなくても、酸化膜と作動媒体との濡れ性を著しく改善し、熱源を効果的に冷却することが可能になる。また、加熱部および冷却部における作動媒体の広がりが改善され、熱伝達性能の優れたヒートパイプを提供できる。さらに、膜厚は100ｎｍ以下とすることで、安定した酸化膜を形成できる。
【００１７】
請求項２の発明では、コンテナ形状を大きくしたり、複数本のヒートパイプを使用しなくても、酸化膜と作動媒体との濡れ性を著しく改善し、熱源を効果的に冷却することが可能になる。また、加熱部および冷却部における作動媒体の広がりが改善され、熱伝達性能の優れたヒートパイプを提供できる。さらに、膜厚は100ｎｍ以下とすることで、安定した酸化膜を形成できると共に、所望の厚さを有する酸化膜を均一に生成することができる。
【００１８】
請求項３の発明では、コンテナ形状を大きくしたり、複数本のヒートパイプを使用しなくても、突出部によりコンテナ内部の蒸気の流路が十分に確保されるので、熱源を効果的に冷却することが可能になる。また、受熱部材や放熱部材との熱接続部に、十分な扁平加工を施すことが可能になり、熱伝達性能の優れたヒートパイプを提供できる。
【００１９】
請求項４の発明では、コンテナ内における音速限界や飛散限界をより一層生じにくくすることができる。
【００２０】
請求項５の発明では、窪みにより局部的に生じる音速限界や飛散限界を効果的に防止することができる。
【００２１】
請求項６の発明では、コンテナ形状を大きくしたり、複数本のヒートパイプを使用しなくても、コンテナの一部または全体の断面形状を略半円状に形成することで、コンテナ内部の蒸気の流路が十分に確保されるので、熱源を効果的に冷却することが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明に係るヒートパイプおよびその製造方法について、添付図面を参照しながらその好ましい実施形態を説明する。
【実施例１】
【００２３】
図１〜図６は本発明の第１実施例を示すもので、図１はヒートパイプの曲げ加工前の外観図であり、また図２は、薄型電子機器であるノート型パソコンに装着するために、曲げ潰し加工を施した後のヒートパイプの外観図である。さらに図３は、図２における潰し部の断面図であり、図４は要部の拡大断面図である。
【００２４】
上記各図において、ヒートパイプ１の本体部となる中空筒状のコンテナ２は、その素材が好ましくは熱伝導性の高い銅若しくは銅合金などの金属製パイプ材から形成される。また、図１に示す曲げ加工前の状態では、コンテナ２は全体が直線状をなしていて、端部を除いて外径および肉厚が軸方向の全長に亘り一定に形成される。さらにこのコンテナ２の両端は、例えばＴｉｇ溶接などの適宜手段による封止部２Ａ，２Ｂが形成され、コンテナ２の内部を真空状態に密閉している。
【００２５】
ところで、ノート型パソコンのような薄型電子機器にヒートパイプ１を設置する場合は、薄型電子機器内の設置スペースが限られているため、図２や図３に示すように、コンテナ２の一部若しくは全体に曲げ潰し加工を施した扁平部11が形成される。この扁平部11を形成したコンテナ２の表面は概ね略平面状になっているが、コンテナ２が円筒状であることや、コンテナ２内部が減圧状態で密封されていることが理由で、曲げ潰し加工の際に窪み12が部分的に設けられる。この窪み12がヒートパイプ１の性能に及ぼす影響を最大限に食い止める手法は、後ほど別な実施例で詳述する。
【００２６】
図３の断面図に示すように、コンテナ２の内壁面には、その軸方向に沿って多数のフィン４が突出して設けられると共に、フィン４間にはコンテナ２に密封収容された作動媒体としての純水Ｗ（図４参照）を毛細管現象により流動させるための溝５が形成される。即ち本実施例では、コンテナ２の内面に形成したフィン４と溝５とによるグルーブ型のウィック６が形成され、溝５内に純水Ｗを満たしている。また、ウィック６に囲まれたコンテナ２内の中空部は、蒸気の流路７として形成される。本実施例では、コンテナ２の内壁を凹凸状にしたグルーブウィック構造を示したが、コンテナ２の内壁に作動媒体の流動を促進するメッシュや細線を設けた他のウィック構造を採用してもよい。ここでは便宜上、ＣＰＵなどの熱源から熱を受け取る加熱部13が、ヒートパイプ１の一端部に形成され、図示しないファンなどにより冷却される冷却部14が、ヒートパイプ１の他端部に形成される。ヒートパイプ１のどの位置に加熱部13および冷却部14を形成するのかは、特に限定しない。
【００２７】
図４に示すように、コンテナ２内部の純水Ｗが接するウィック６の内表面には、30ｎｍを超え100ｎｍ以下の膜厚を有する酸化膜８が形成される。この酸化膜８は、コンテナ２内に純水Ｗを真空封入する前の工程で、図示しない酸化膜生成炉にコンテナ２を投入することで生成される。当該酸化膜生成炉は、コンテナ２の温度を150℃〜200℃間で上昇させて、当該コンテナ２全体を加熱すると共に、除湿装置（図示せず）から吹き出される乾燥空気を取り込んで、ウィック６を設けたコンテナ２の内部に供給する。そして、酸化膜生成炉の内部でコンテナ２を一定時間である10分〜30分間加熱することで、コンテナ２の内面に上記所望の膜厚を有する酸化膜８を均一に生成することができる。
【００２８】
次に、上記構成のヒートパイプ１をノート型パソコンにおけるＣＰＵの冷却に用いた場合の作用を、以下説明する。
【００２９】
ノート型パソコンの使用時に、ＣＰＵの熱がヒートパイプ１の一端部である加熱部13に伝わると、加熱部13周辺におけるコンテナ２の内壁部が温度上昇し、そこにある純水Ｗが蒸発して蒸発潜熱が奪われることにより、ＣＰＵが冷却される。一方、前記加熱部13に位置するウィック６において、純水Ｗから蒸発した蒸気は、コンテナ２内部の圧力差により温度の低い箇所に移動して凝縮する。その際、凝縮潜熱を放出しつつ、熱がヒートパイプの一端側にある加熱部13から、ファンなどにより冷却される他端側の冷却部14に運ばれる。加熱部13は蒸発に伴い純水Ｗが減少する一方で、冷却部14は蒸気の凝縮により純水Ｗが増加するため、グルーブ型のウィック６に毛細管力が発生し、純水Ｗが溝５に沿って冷却部14から加熱部13へと運ばれるが、本実施例のヒートパイプ１のように、ウィック６に30ｎｍを超える酸化膜８が形成されていると、ウィック６と純水Ｗとの親水性が著しく改善され、ＣＰＵがより多く発熱した場合であっても、純水Ｗが冷却部14から加熱部13へと円滑に運ばれる。そのため、加熱部13周辺にある純水Ｗがドライアウトして、熱輸送が低下する虞れを回避することができ、熱源であるＣＰＵを効果的に冷却することが可能になる。
【００３０】
因みに、グルーブ型のウィック６に100ｎｍを超える酸化膜８を形成しても、当該ウィック６と純水Ｗとの親水性が更に改善されることはなく、製造時において安定した酸化膜８を形成するのがかえって困難になる。したがって、製造性を考慮して、酸化膜８の厚さは100ｎｍ以下にするのが好ましい。
【００３１】
上記グルーブ型のウィック６と純水Ｗとの親水性は、その表面状態に大きく左右される。例えば純水Ｗに接するウィック６の表面状態が良好であれば、酸化膜８を形成しなくてもある程度の親水性を確保できるが、ウィック６の表面状態が適切でない場合は、本実施例のように、所望の膜厚を有する酸化膜８をウィック６の表面に形成することで、著しく親水性を改善できる。また、コンテナ２の内壁部にあるウィック６の表面上体を常に良好な状態に保つのは難しいことから、純水Ｗとの親水性を常時良好に保つには、上記酸化膜８の形成が有効な手段といえる。
【００３２】
ここで、本実施例における酸化膜８を形成したヒートパイプ１に関し、各種の実験結果を以下説明する。図５は、従来例における酸化膜を形成していないヒートパイプの熱抵抗−ヒータ電力特性Ａ１と、酸化膜８を形成したヒートパイプ１の熱抵抗−ヒータ電力特性Ａ２をそれぞれ示している。ここで云うヒータは、いずれもヒートパイプの一端にある加熱部13に熱接続されるものであり、冷却部14は同一のファンからの送風により冷却されている。この図５によれば、酸化膜８を形成したヒートパイプ１の熱抵抗（単位電力当りの温度上昇）が著しく低くなっていることがわかる。なお、本実施例におけるヒートパイプ１の熱抵抗−ヒータ電力特性Ａ２では、同一のヒータ電力で熱抵抗の幅があるが、これはコンテナ２内に封入される純水Ｗの液量による。
【００３３】
次に、酸化膜８を生成する前と、酸化膜８を生成した後の、コンテナ２内壁面における外観と、濡れ性の比較を表１に示す。なお、濡れ性は0.01ccの水を滴下したときの拡がり距離（濡れ距離）を測定したもので、それぞれについて４回の測定とその平均を算出してある。
【００３４】
【表１】
2005265205.tif 000003
【００３５】
上記表１では、酸化膜８を形成することによって、水ひいては作動媒体の濡れ性が著しく改善されることがわかる。
【００３６】
さらに図６は、乾燥空気を取り込みながら、酸化膜生成炉の内部でコンテナ２を加熱したときの濡れ性の変化を示したものである。この実験結果からも明らかなように、加熱時間が10分を超えると、酸化膜８を生成する前の状態よりも濡れ性が改善され、その後濡れ性が最大値に達する。しかし、加熱時間がそれよりも延び、酸化膜８の膜厚が次第に増加しても、濡れ性は徐々に低下し、加熱時間が30分を過ぎると、即ち酸化膜８の膜厚が100ｎｍを超えると、濡れ性は加熱を行なう前の状態に略戻ってしまう。したがって、加熱時間は10分〜30分の範囲内とするのが好ましい。
【００３７】
以上のように本実施例では、コンテナ２内に作動媒体である純粋Ｗを封入即ち入れるヒートパイプ１において、前記コンテナ２内の純粋Ｗと接する面の酸化膜８の厚さが、30ｎｍを超え100ｎｍ以下であるヒートパイプ１の構造を採用している。
【００３８】
また本実施例では、コンテナ２内に純粋Ｗを封入してなるヒートパイプ１において、コンテナ２を例えば酸化膜生成炉により加熱すると共に、このコンテナ２の内部に乾燥した気体である空気を供給することにより、コンテナ２内の純粋Ｗと接する面に、30ｎｍを超え100ｎｍ以下の膜厚を有する酸化膜８を生成する製造方法を採用している。
【００３９】
このようにすると、例えば銅または銅合金製のコンテナ２内部において、純粋Ｗと接する面に30ｎｍを超える厚さの酸化膜８が形成されているので、酸化膜８と純粋Ｗとの濡れ性が著しく改善され、常時良好な濡れ性を維持することができる。そのため、熱源である例えばＣＰＵからより多くの熱が加熱部13に伝わっても、純粋Ｗが冷却部14から加熱部13に円滑に運ばれ、加熱部13のドライアウトに起因する熱輸送機能の低下が生じにくくなり、コンテナ２の形状の小型化若しくはヒートパイプ１の使用本数の削減を図ることができる。また、加熱部13および冷却部14における純粋Ｗの広がりが改善され、コンテナ内の純粋Ｗと接する面と、当該純粋Ｗの蒸発部および凝縮部との間の熱抵抗が小さくなり、熱伝達性能の優れたヒートパイプ１を提供できる。
【００４０】
なお、100ｎｍを超える厚さの酸化膜８を形成しても、上記酸化膜８と純粋Ｗとの親水性はそれ以上に改善されず、安定した酸化膜８を形成するのがかえって困難になる。そのため、安定した酸化膜８を形成するのに、その膜厚は100ｎｍ以下とするのが好ましい。
【００４１】
また、ヒートパイプ１の製造方法に関し、コンテナ２を加熱しながら、このコンテナ２の内部に加熱した乾燥空気を一定時間供給するだけで、所望の厚さを有する酸化膜８を均一に生成することができる。
【００４２】
なお、本実施例の変形例として、コンテナ２の内壁に作動媒体の流動を促進するメッシュや細線を設けた他のウィック構造を採用した場合、酸化膜８はメッシュや細線を含む純粋Ｗと接する面に形成するのが好ましい。
【実施例２】
【００４３】
次に、本発明の第２実施例を図７〜図１２に基づき説明する。なお、ここで使用するヒートパイプ１は、第１実施例と全く同じものである。したがって、第１実施例と同一部分には同一符号を付し、その共通する箇所の説明は極力省略する。
【００４４】
ヒートパイプ１の本体部となるコンテナ２には、前述したように曲げ潰し加工を施した扁平部11が形成される。この扁平部11は、ヒートパイプ１を装着する薄型電子機器内の収容スペースに対応して、コンテナ２の一部または全体に形成される。また、図１０に示すように、ＣＰＵ31からの熱を受ける平板状の受熱プレート32や、放熱体である矩形状のフィン33とコンテナ２との接触面積を最大に確保し、お互いの熱接続を強固なものとするためにも、上述した扁平部11が設けられる。こうした扁平部11は、ヒートパイプ１の周辺状況に応じて設けられるものであり、本実施例では受熱プレート32を熱接続する加熱部13や、フィン33を接続する冷却部14に位置して、それぞれコンテナ２に部分的に設けられる。
【００４５】
図７は、その曲げ潰し加工を施した扁平部11におけるコンテナ２の断面図を示しているが、ここでは扁平部11を形成する際に設けられる窪み12によって、ヒートパイプ１としての性能が低下するのを極力防ぐために、当該扁平部11の一部または全体に、コンテナ２内における蒸気の通路７を拡げるための突出部17が形成される。当該突出部17は、断面形状が略半円状で、少なくとも窪み12が形成される扁平部11の一側である上面側の略中央部に設けられると共に、図９に示すように、筒状をなすコンテナ２の長手方向に沿ってその突出頂部17Ａが形成される。こうすると、扁平部11の下面側にはコンテナ２の内方に凹んだ窪み12があるものの、反対側の扁平部11の上面側には、窪み12に代わってコンテナ２の外方に大きく膨らんだ突出部17が形成され、この突出部17によりコンテナ２の両側部のみならず略中央部にも、大量の蒸気の流通を促進する流路７が確保される。
【００４６】
なお、図７に示す例では、突出部17が扁平部11の上面側略中央部のみに設けられ、その幅方向周辺には略平面状の扁平部11が残っているが、図８に示すように、扁平部11の上面側全体に、当該扁平部11を残さないようにして突出部17を設けてもよい。この場合も、扁平部11の下面側には窪み12があるものの、その上方には大きく膨らんだ突出部17が形成され、コンテナ２の断面形状が略半円状になるので、コンテナ２の内部において大量の蒸気の流通を促進する略半円状の流路７が確保される。
【００４７】
図９は、図７における突出部17を設けた状態のヒートパイプ１の平面図である。同図において、前記突出部17はヒートパイプ１の加熱部13と冷却部14にそれぞれ形成した扁平部11の上面側に設けられているが、突出部17を扁平部11の下面側に設けてもよく、また突出部17をコンテナ２の長手方向に沿って連続的にではなく、断続的に設けてもよい。
【００４８】
図１０は、図９に示すヒートパイプ１を利用して、ノート型パソコンに搭載されたＣＰＵ31からの熱をフィン33に運ぶ状態を示している。同図において、ここではＣＰＵ31からの熱を受ける受熱部としての受熱プレート32が、加熱部13に形成した略平面状をなす扁平部11の下面側に密着接続されると共に、送風装置（図示せず）からの風が通過する放熱部としてのフィン33が、冷却部14に形成した扁平部11の上面側に密着接続される。なお、こうした受熱プレート32やフィン33を、送風装置の一部として構成してもよい。
【００４９】
次に、上記構成についてその作用を説明すると、ノート型パソコンの使用時に、ＣＰＵ31の熱が受熱プレート32からヒートパイプ１の一端部である加熱部13に伝わると、加熱部13周辺におけるコンテナ２の内壁部が温度上昇し、そこにある純水Ｗが蒸発して蒸発潜熱が奪われることにより、ＣＰＵ31が冷却される。一方、前記加熱部13に位置するウィック６において、純水Ｗから蒸発した蒸気は、コンテナ２内部の圧力差により温度の低い箇所に移動して凝縮する。その際、凝縮潜熱を放出しつつ、熱がヒートパイプの一端側にある加熱部13から、フィン33などにより冷却される他端側の冷却部14に運ばれる。加熱部13は蒸発に伴い純水Ｗが減少する一方で、冷却部14は蒸気の凝縮により純水Ｗが増加するため、グルーブ型のウィック６に毛細管力が発生し、純水Ｗが溝５に沿って冷却部14から加熱部13へと運ばれる。
【００５０】
この一連の冷却サイクルにおいて、受熱プレート32とコンテナ２，およびコンテナ２とフィン33との接触面積を最大にし、且つお互いの熱接続を強固なものとするために、コンテナ２の加熱部13および冷却部14には潰し加工による扁平部11が形成される。しかしながら近年はＣＰＵ31の発熱量が増加したのに伴い、コンテナ２の内部で発生する蒸気量が大幅に増加し、コンテナ２内における蒸気の流路７が音速限界（蒸気の速度は音速を超えられない）並びに飛散限界（蒸気が対向する水を飛ばすことにより、水が戻ってこなくなる）に達し、熱輸送量をそれ以上に増加させることが難しい。こうした問題に対し、従来はコンテナ２全体の形状を大きくしたり、ヒートパイプ１の本数を増やしたりしていた。
【００５１】
ところが、上述のような潰し加工による扁平部11が形成されていると、加工時に扁平部11の窪み12が生じるため、この窪み12により蒸気の流路７が狭められて、前述の音速限界並びに飛散限界が生じやすく、ヒートパイプ１としての性能に悪影響を及ぼす。そこで本実施例では、蒸気の流路７による音速限界並びに飛散限界を防ぐために、当該扁平部11にその断面形状が略半円状の突出部17を設け、コンテナ２内における蒸気の流路７を十分に確保することで、コンテナ２全体の形状を大きくしたり、ヒートパイプ１の本数を増やしたりすることなく、収容スペースの狭いノート型パソコンなどの薄型電子機器に最適なヒートパイプ１を供給でき、熱源であるＣＰＵ31を効果的に冷却することが可能になる。また、受熱プレート32とコンテナ２，およびコンテナ２とフィン33との接触面積は、扁平部11によって大きく確保することができるので、熱抵抗の小さな熱伝達性能の優れたヒートパイプ１を提供できる。
【００５２】
以上のように本実施例では、コンテナ２内に作動媒体である純水Ｗを封入してなるヒートパイプ１において、コンテナ２の一部または全体に略平面状の扁平部11を形成すると共に、扁平部11の一部または全体に断面形状が略半円状である突出部17を形成している。
【００５３】
こうすると、ヒートパイプ１の周辺状況に起因して扁平部11を形成しても、突出部17によりコンテナ２内部の蒸気の流路７が十分に確保されるので、コンテナ２内において音速限界や飛散限界が生じにくくなり、コンテナ形状の小型化若しくはヒートパイプ１の使用本数の削減を図ることができる。また、パイプ状のコンテナ２に扁平部11を設けることで、受熱プレート32などの受熱部材や、フィン33などの放熱部材との熱接続部に、十分な扁平加工を施すことが可能になり、こうした各部材との接触面積を大きく確保して熱抵抗を低減できるため、熱伝達性能の優れたヒートパイプ１を提供できる。
【００５４】
また、図９や図１０に示すように、突出部17をコンテナ２の長手方向に沿って形成すれば、コンテナ２内の蒸気の流れる方向に沿って突出部17が形成されることになるので、コンテナ２内における音速限界や飛散限界がより一層生じにくくなる。
【００５５】
また、図８に示すように、コンテナ２の一部または全体の断面形状を略半円状に形成してもよい。この場合も、コンテナ２の一部または全体の断面形状を略半円状に形成することで、コンテナ２内部の蒸気の流路７が十分に確保されるので、コンテナ２内における音速限界や飛散限界が生じにくくなり、コンテナ形状の小型化若しくはヒートパイプ１の使用本数の削減を図ることができる。また、断面形状を略半円状に形成した突出部17が、扁平部11の一側に設けられていれば、受熱プレート32などの受熱部材や、フィン33などの放熱部材との熱接続部に、十分な扁平加工を施すことが可能になり、こうした各部材との接触面積を大きく確保して熱抵抗を低減できるため、熱伝達性能の優れたヒートパイプ１を提供できる。
【００５６】
次に、本実施例における別な変形例を図１１および図１２に示す。ここでは、上記突出部17がコンテナ２の長手方向ではなく、コンテナ２ひいては扁平部11の幅（左右）方向に形成されている。このような突出部17を設けることにより、コンテナ２内における音速限界や飛散限界が生じにくくなり、コンテナ形状の小型化若しくはヒートパイプ１の使用本数の削減を図ることができる。また、特にこの場合は、コンテナ２に扁平部11を形成した際に窪み12の生じやすい箇所に、突出部17を集中して設けることができるので、窪み12により局部的に生じる音速限界や飛散限界を効果的に防止することができる。
【００５７】
なお、本発明は、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の第１実施例におけるヒートパイプの曲げ加工前の正面図である。
【図２】同上、曲げ潰し加工を施した後のヒートパイプの斜視図である。
【図３】同上、図２における扁平部の断面図である。
【図４】同上、図３に示す要部の拡大断面図である。
【図５】本実施例と従来例におけるヒートパイプの熱抵抗−ヒータ電力特性を示すグラフである。
【図６】加熱時間と濡れ性との関係を示すグラフである。
【図７】本発明の第２実施例におけるコンテナに突出部を設けた状態を示した扁平部の断面図である。
【図８】同上、図７の変形例を示す扁平部の断面図である。
【図９】同上、図７に示す突出部を設けた状態のヒートパイプの平面図である。
【図１０】同上、図９に示すヒートパイプに各種部材を熱接続した状態の正面図である。
【図１１】同上、別な変形例を示す突出部を設けた状態のヒートパイプの平面図である。
【図１２】同上、図１１に示すヒートパイプの正面図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  ヒートパイプ
２  コンテナ
８  酸化膜
11  扁平部
17  突出部
Ｗ  純水（作動媒体）
【図１】
2005265205.tif 000004
【図２】
2005265205.tif 000005
【図３】
2005265205.tif 000006
【図４】
2005265205.tif 000007
【図５】
2005265205.tif 000008
【図６】
2005265205.tif 000009
【図７】
2005265205.tif 000010
【図８】
2005265205.tif 000011
【図９】
2005265205.tif 000012
【図１０】
2005265205.tif 000013
【図１１】
2005265205.tif 000014
【図１２】
2005265205.tif 000015
【手続補正書】
【提出日】平成16年7月27日(2004.7.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンテナ内に作動媒体が封入されているヒートパイプにおいて、作動媒体と接する面の酸化膜厚さが、30ｎｍを超え100ｎｍ以下であることを特徴とするヒートパイプ。
【請求項２】
コンテナ内に作動媒体が封入されているヒートパイプの製造方法において、前記コンテナを加熱すると共に、該コンテナに乾燥した気体を供給することにより、作動媒体と接する面に、30ｎｍを超え100ｎｍ以下の膜厚を有する酸化膜を生成したことを特徴とするヒートパイプの製造方法。
【請求項３】
コンテナ内に作動媒体が封入されているヒートパイプにおいて、前記コンテナに扁平部を形成すると共に、前記扁平部に突出部を形成したことを特徴とするヒートパイプ。
【請求項４】
前記突出部を前記コンテナの長手方向に沿って形成したことを特徴とする請求項３記載のヒートパイプ。
【請求項５】
前記突出部を前記コンテナの幅方向に形成したことを特徴とする請求項３記載のヒートパイプ。
【請求項６】
コンテナ内に作動媒体が封入されているヒートパイプにおいて、前記コンテナの形状を略半円状に形成したことを特徴とするヒートパイプ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３１】
上記グルーブ型のウィック６と純水Ｗとの親水性は、その表面状態に大きく左右される。例えば純水Ｗに接するウィック６の表面状態が良好であれば、酸化膜８を形成しなくてもある程度の親水性を確保できるが、ウィック６の表面状態が適切でない場合は、本実施例のように、所望の膜厚を有する酸化膜８をウィック６の表面に形成することで、著しく親水性を改善できる。また、コンテナ２の内壁部にあるウィック６の表面状態を常に良好な状態に保つのは難しいことから、純水Ｗとの親水性を常時良好に保つには、上記酸化膜８の形成が有効な手段といえる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３２】
ここで、本実施例における酸化膜８を形成したヒートパイプ１に関し、各種の実験結果を以下説明する。図５は、従来例における酸化膜を形成していないヒートパイプの熱抵抗−ヒータ電力特性Ａ１と、酸化膜８を形成したヒートパイプ１の熱抵抗−ヒータ電力特性Ａ２をそれぞれ示している。特性Ａ１，Ａ２は、共にヒートパイプ１を夫々３本ずつ設置して、測定した値である。ここで云うヒータは、いずれもヒートパイプの一端にある加熱部13に熱接続されるものであり、冷却部14は同一のファンからの送風により冷却されている。この図５によれば、酸化膜８を形成したヒートパイプ１の熱抵抗（単位電力当りの温度差）が著しく低くなっていることがわかる。なお、本実施例におけるヒートパイプ１の熱抵抗−ヒータ電力特性Ａ２では、同一のヒータ電力で熱抵抗の幅があるが、これはコンテナ２内に封入される純水Ｗの液量による。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３４】
【表１】
2005265205.tif 000016
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３７】
以上のように本実施例では、コンテナ２内に作動媒体である純水Ｗを封入即ち入れるヒートパイプ１において、前記コンテナ２内の純水Ｗと接する面の酸化膜８の厚さが、30ｎｍを超え100ｎｍ以下であるヒートパイプ１の構造を採用している。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３８】
また本実施例では、コンテナ２内に純水Ｗを封入してなるヒートパイプ１において、コンテナ２を例えば酸化膜生成炉により加熱すると共に、このコンテナ２の内部に乾燥した気体である空気を供給することにより、コンテナ２内の純水Ｗと接する面に、30ｎｍを超え100ｎｍ以下の膜厚を有する酸化膜８を生成する製造方法を採用している。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３９】
このようにすると、例えば銅または銅合金製のコンテナ２内部において、純水Ｗと接する面に30ｎｍを超える厚さの酸化膜８が形成されているので、酸化膜８と純水Ｗとの濡れ性が著しく改善され、常時良好な濡れ性を維持することができる。そのため、熱源である例えばＣＰＵからより多くの熱が加熱部13に伝わっても、純水Ｗが冷却部14から加熱部13に円滑に運ばれ、加熱部13のドライアウトに起因する熱輸送機能の低下が生じにくくなり、コンテナ２の形状の小型化若しくはヒートパイプ１の使用本数の削減を図ることができる。また、加熱部13および冷却部14における純水Ｗの広がりが改善され、コンテナ内の純水Ｗと接する面と、当該純水Ｗの蒸発部および凝縮部との間の熱抵抗が小さくなり、熱伝達性能の優れたヒートパイプ１を提供できる。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４０】
なお、100ｎｍを超える厚さの酸化膜８を形成しても、上記酸化膜８と純水Ｗとの親水性はそれ以上に改善されず、安定した酸化膜８を形成するのがかえって困難になる。そのため、安定した酸化膜８を形成するのに、その膜厚は100ｎｍ以下とするのが好ましい。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４２】
なお、本実施例の変形例として、コンテナ２の内壁に作動媒体の流動を促進するメッシュや細線を設けた他のウィック構造を採用した場合、酸化膜８はメッシュや細線を含む純水Ｗと接する面に形成するのが好ましい。